CN118025925A - 钢丝绳位置检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢丝绳位置检测装置，包括磁场发生装置、绳轮***、霍尔传感器和信号处理器；所述绳轮***包括反绳轮框架组件和反绳轮，所述磁场发生装置和霍尔传感器固定在绳轮***上靠近钢丝绳经过的反绳轮绳槽附近的预设位置；所述磁场发生装置产生垂直于反绳轮轮轴表面的磁场；所述霍尔传感器与信号处理器通信连接；所述信号处理器监测霍尔传感器的输出信号，当霍尔传感器的输出信号偏离预设信号范围时，输出报警信号。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，具体涉及一种钢丝绳位置检测装置。
背景技术
目前，电梯上的曳引钢丝绳与反绳轮之间的相对位置均采用轮缘凹槽进行限定，且大多数还会辅以挡绳装置，以确保电梯平稳升降。然而，当因超载运行、异物卡阻等情况发生时，钢丝绳仍然会因张紧力不均而脱离原始位置，若不及时处理将引发极大的乘梯风险与设备损害。因此，一套能够有效检测钢丝绳位置并及时触发异常警报的装置成为了提升电梯安全中一个非常重要的需求。
文献CN218708380U公开了一种电梯绳轮异常的检测装置，其中包含一套在钢丝绳附近设置的温度检测装置,其信号连接信号处理装置。钢丝绳脱槽后会与绳轮轮轴摩擦，摩擦过程中会导致温度升高，若此时温度超过信号处理装内预设的温度阀值则报警。其公存在以下问题：1)该装置依赖钢丝绳发生位移后的温度变化来监测其脱槽情况。但是由摩擦产生的温度变化较为缓慢，因此依赖于此的位移监测方法具有一定的迟滞性，导致所设计的装置难以在发生脱槽情况下及时报警。2)由于报警需要设定温度阈值，而摩擦升温的变化又未被详细探究，且井道中的温度受到当日天气的影响很难消除，所以该临界值极难准确界定，误报、漏报的几率比较大。
文献CN210655723U公开了一种电梯钢带跑偏监测修正装置，反绳轮的表面设置有环形标识带，所述钢带跑偏检测装置为具有视觉识别的摄像头，所述偏移量为所述钢带与所述环形标识带之间的距离变化值。其存在以下问题：1)井道中环境较为幽暗，摄像头视觉处理的方法又比较复杂，实现起来难度较高。2)由于电梯运行时大量的图像信息都需要被实时记录并在线处理，因此该装置依赖算力足够的硬件资源，在一定程度上增加了成本。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供的一种钢丝绳位置检测装置，包括磁场发生装置、绳轮***、霍尔传感器和信号处理器；
所述绳轮***包括反绳轮框架组件和反绳轮，所述磁场发生装置和霍尔传感器固定在绳轮***上靠近钢丝绳经过的反绳轮绳槽附近的预设位置；
所述磁场发生装置产生垂直于反绳轮轮轴表面的磁场；
所述霍尔传感器与信号处理器通信连接；所述信号处理器监测霍尔传感器的输出信号，当霍尔传感器的输出信号偏离预设信号范围时，输出报警信号。
优选地，所述绳轮***包括反绳轮框架组件和反绳轮；所述反绳轮框架组件包括两根平行布置的横梁，所述横梁下部开有圆形安装槽，反绳轮的轮轴经此贯穿反绳轮框架组件，反绳轮套接在轮轴上，反绳轮的外表面设置有多组绳槽，用以卷绕钢丝绳。
优选地，所述反绳轮为非金属材质。
优选地，所述磁场发生装置为永磁体，边缘通过螺栓与横梁固定，永磁体的极性朝向轮轴表面，以产生垂直于反绳轮轮轴表面的磁场。
优选地，所述磁场发生装置和霍尔传感器固定的预设位置按如下方法确定：
步骤S1，将磁场发生装置和霍尔传感器固定在绳轮***上靠近钢丝绳经过的反绳轮绳槽附近的位置上；
步骤S2，在钢丝绳正常工作的情况下，测量霍尔传感器输出的电压范围；
步骤S3，通过多组实验，记录钢丝绳脱离绳槽异常运行时，钢丝绳与绳槽的偏离距离临界值d；
步骤S4，将钢丝绳从绳槽上手动剥离至距离临界值d，记录此时霍尔传感器的电压范围值；
步骤S5，若电压值范围变化，则认为磁场发生装置和霍尔传感器已正确安装到预设位置，否则重新调整磁场发生装置和霍尔传感器的安装位置后重复步骤S2至步骤S4。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1)能够快速检测到钢丝绳位置的异常变化，并转换成电信号和数字信号，响应迅速；
2)使用霍尔效应传感器，具有较高的精度和稳定性，对环境干扰不敏感；
3)使用的磁场变化检测***，体积较小且易于安装；
4)记录电压数据，易于分析且内存相对较小。
附图说明
本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1和图2为实施例1的钢丝绳位置检测装置结构示意图
图3为实施例1的确定磁场发生装置和霍尔传感器固定的预设位置的方法示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
实施例1
本实施例提供一种钢丝绳位置检测装置，包括磁场发生装置、绳轮***、霍尔传感器和信号处理器；
绳轮***包括反绳轮框架组件1以及反绳轮2，所述的反绳轮框架组件1包括两根平行布置的横梁3，两根横梁3下部开出圆形安装槽，反绳轮的轮轴4经此贯穿框架组件。滚动轴承与反绳轮的转轮本体依次套接在该轮轴上，且反绳轮2的外表面设置了多组绳槽，用以卷绕曳引钢丝绳5。为了消除非检测元件的磁性影响，应尽量选择非金属材质的尼龙轮作为反绳轮。此外，在反绳轮附近，横梁长度额外向下延长，用于安装磁场发生装置与霍尔传感器。本装置的磁场发生装置为一块永磁体磁块6，边缘通过螺栓与框架横梁固定，并且在安装时需注意永磁体的极性应该朝向轮轴表面，以产生垂直于轮轴表面的磁场。霍尔传感器7粘贴在横梁最下方离钢丝绳最近的位置，以确保能够准确检测钢丝绳带来的磁场变化。所述的霍尔传感器的信号连接了信号处理装置，该信号处理装置为一个集成在电梯控制***中的模块，并且与报警装置连接。当钢丝绳处于正常位置时，传感器检测到的磁场强度应该保持稳定。如果钢丝绳脱槽或移动，磁场强度将发生变化，传感器会输出相应的信号。信号处理器根据信号的变化来判断钢丝绳的位置状态，如果检测到异常，则触发警报，并采取相应的安全措施。
在实施过程中，磁场发生装置和霍尔传感器固定的预设位置按如下方法确定：
首先进行模型的预实验，初步安装磁场发生装置和霍尔传感器后，在钢丝绳正常工作的情况下，测量霍尔传感器输出的电压范围。此时电压值应该保持相对稳定，考虑到霍尔传感器精度较高，可以记录电压范围值，记为Vmin0～Vmax0。接下来，进行多组实验，记录轮系脱槽异常运行时绳与绳槽的偏离距离临界值d。之后，将钢丝绳从绳槽上手动剥离至临界值d，记录此时霍尔传感器的电压范围值，记为Vmin1～Vmax1。若电压值范围变化，则认为磁场发生装置和霍尔传感器已正确安装。否则应当重新调整磁场发生装置和霍尔传感器的安装位置，使得磁场的变化能够被感应。在正式实验中，若霍尔传感器电压即超过信号***设置的阈值，则启动报警响应。
本实施例应用霍尔传感器可以带来以下技术效果：
一、其检测元件与放大器电路等全都集成在一个芯片上，体积小、重量轻，可以方便地安装在目标位置而不会额外占用井道空间；
二、对环境的依赖程度较低，对于一定的范围内的振动都可以承受，且器件全部密封不受水油污染，可以完全在井道环境中正常工作；
三、具有很高的精度与响应速度，能够实时精确检测磁场的变化并输出电压信号，并可对数据进行迅速分析；
四、功耗较低，这对于需要长时间连续运行的电梯设备来说是一个重要的优势。另外，其性能稳定，使用寿命相对较长，是一个具有综合性价比的传感器选择。
以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种钢丝绳位置检测装置，其特征在于，包括磁场发生装置、绳轮***、霍尔传感器和信号处理器；
所述绳轮***包括反绳轮框架组件和反绳轮，所述磁场发生装置和霍尔传感器固定在绳轮***上靠近钢丝绳经过的反绳轮绳槽附近的预设位置；
所述磁场发生装置产生垂直于反绳轮轮轴表面的磁场；
所述霍尔传感器与信号处理器通信连接；所述信号处理器监测霍尔传感器的输出信号，当霍尔传感器的输出信号偏离预设信号范围时，输出报警信号。
2.根据权利要求1所述的钢丝绳位置检测装置，其特征在于，所述绳轮***包括反绳轮框架组件和反绳轮；
所述反绳轮框架组件包括两根平行布置的横梁，所述横梁下部开有圆形安装槽，反绳轮的轮轴经此贯穿反绳轮框架组件，反绳轮套接在轮轴上，反绳轮的外表面设置有多组绳槽，用以卷绕钢丝绳。
3.根据权利要求1所述的钢丝绳位置检测装置，其特征在于，所述反绳轮为非金属材质。
4.根据权利要求2所述的钢丝绳位置检测装置，其特征在于，所述磁场发生装置为永磁体，边缘通过螺栓与横梁固定，永磁体的极性朝向轮轴表面，以产生垂直于反绳轮轮轴表面的磁场。
5.根据权利要求1所述的钢丝绳位置检测装置，其特征在于，所述磁场发生装置和霍尔传感器固定的预设位置按如下方法确定：
步骤S1，将磁场发生装置和霍尔传感器固定在绳轮***上靠近钢丝绳经过的反绳轮绳槽附近的位置上；
步骤S2，在钢丝绳正常工作的情况下，测量霍尔传感器输出的电压范围；
步骤S3，通过多组实验，记录钢丝绳脱离绳槽异常运行时，钢丝绳与绳槽的偏离距离临界值d；
步骤S4，将钢丝绳从绳槽上手动剥离至距离临界值d，记录此时霍尔传感器的电压范围值；
步骤S5，若电压值范围变化，则认为磁场发生装置和霍尔传感器已正确安装到预设位置，否则重新调整磁场发生装置和霍尔传感器的安装位置后重复步骤S2至步骤S4。
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